DE3411015A1 - Method and device for the failsafe representation of a mimic diagram on a screen - Google Patents
Method and device for the failsafe representation of a mimic diagram on a screenInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Einrichtung zur signaltechnisch sicherenProcedure and device for signaling safe
Bildschirmdarstellung eines Meldebildes Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Einrichtung. Screen display of a message picture The invention relates to a Method according to the preamble of claim 1 and one for implementation this procedure suitable facility.
In Anlagen der Eisenbahnsicherungstechnik wie Stellwerken oder Fernsteuerzentralen ist es erforderlich, den Bedienern eine graphische Nachbildung der jeweils zu steuernden Anlage und den aktuellen Zustand der einzelnen Steuerungs- und überwachungselemente als sogenanntes Meldebild signaltechnisch sicher anzuzeigen. Dies geschieht mit Hilfe eines Stelltisches oder einer Stelltafel,auf der das Meldebild als Mosaik aus ausleuchtbaren und teilweise mit Bedienelementen ausgestatteten standardisierten Tischfeldern wiedergegeben ist.In railway safety systems such as signal boxes or remote control centers it is necessary to provide the operator with a graphical replica of each of the controls to be controlled System and the current status of the individual control and monitoring elements to be displayed safely in terms of signal technology as a so-called message image. This is done with With the help of a control table or a control board, on which the message screen appears as a mosaic of illuminated standardized ones, some of which are equipped with control elements Table fields is reproduced.
In letzter Zeit werden in zunehmendem Maße Datensichtgeräte, meist Farbmonitore zur Anzeige des Meldebildes verwendet.Recently, data display devices, mostly Color monitors used to display the message picture.
Insbesondere in Stellwerken mit großen, unubersichtlichen Stellbereichen oder in Fernsteuerzentralen las-sen sich Datensichtgeräte als sogenannte Bahnhofslupen vorteilhaft zur Darstellung von Teilbereichen des Meldebildes einsetzen.Especially in signal boxes with large, unclear areas or in remote control centers data display devices can be used as so-called station magnifiers Use it advantageously to display partial areas of the message screen.
Das auf einem Datensichtgerät dargestellte Meldebild gilt als signaltechnisch sicher, wenn, wie z.B. in der DE-AS 24 14 247 beschrieben, jede Bildinformation aus zwei getrennt erarbeiteten komplementären Teilinformationen besteht und es sofort erkennbar ist, wenn zwei komplementäre Teilinformationen nicht zueinander passen, oder wenn eine mit vom menschlichen Auge gut wahrnembarer Frequenz wechselnde Ansteuerung des Datensichtgerätes über zwei getrennte Bildschirmansteuereinheiten erfolgt und deshalb eine Nichtübereinstimmung der von den Bildschirmansteuereinheiten gelieferten Bilddaten zu einem auffälligen Blinken des entsprechenden Bildelementes führt.The message image shown on a data display device is considered signaling safe if, as described in DE-AS 24 14 247, for example, any image information consists of two separately compiled complementary pieces of information and it immediately can be seen when two complementary pieces of information do not match, or if a control that changes with a frequency that is easily perceptible to the human eye of the data display device takes place via two separate screen control units and therefore a mismatch of those supplied by the screen control units Image data leads to a noticeable blinking of the corresponding picture element.
Die signaltechnische Sicherheit einer Darstellung auf einem solcherart angesteuerten Datensichtgerät ist aber nur dann gewährleistet, wenn das Datensichtgerät ständig von einem Bediener überwacht wird. Bleibt das Datensichtgerät längere Zeit unbeobachtet, so ist die Wahrscheinlichkeit dafür, daß während dieser Zeit in beiden Ansteuereinheiten der gleiche Fehler auftritt, nicht mehr beliebig gering. Ein solcher Doppelfehler würde aber, wenn er nicht gerade eine unsinnige Anzeige ergibt, nicht bemerkt.The signaling security of a representation on such a type controlled visual display device is only guaranteed if the visual display device is constantly monitored by an operator. If the data display remains for a long time unobserved, the probability is that during this time in both Control units the same error occurs, no longer arbitrarily small. Such a However, if it did not result in a nonsensical display, there would be no double error noticed.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine signaltechnisch sichere Darstellung eines Meldebildes auf einem Datensichtgerät ohne die Mitwirkung eines Menschen mit geringem Aufwand zu ermöglichen.The object of the invention is to provide a representation that is safe in terms of signaling of a message image on a data display device without the involvement of a human to enable little effort.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.This task is carried out in the characterizing part of the claim 1 specified process steps solved.
Hierbei ist die Bildung eines Prüfcode durch Datenreduktion bereits in der älteren deutschen Patentanmeldung Aktenzeichen P 33 24 313.1 erwähnt. Es wird in dieser älteren Anmeldung jedoch der gewonnene Prüfcode nicht mit einem vorab festgelegten Vergleichscode, sondern mit einem zweiten Prüfcode verglichen, der aus den Bilddaten eines zweiten, parallelarbeitenden Bildschirmansteuerkanals auf gleiche Art und Weise wie der erste Prüfcode gewonnen wird. Die Bildung eines zweiten Prüfcode erfordert eine zweite Bildschirmansteuereinheit sowie ein zweites rückgekoppeltes Schieberegister und ist demnach recht aufwendig. Die erfindungsgemäße Lösung sieht demgegenüber die Bereithaltung eines besonderen Vergleichscode für jedes mögliche Meldebild vor. Der zu einem bestimmten Meldebild gehörende Vergleichscode wird durch den Steuerrechner aus einer im Vergleichscodespeicher abgespeicherten Liste ausgewählt und mit dem Prüfcode verglichen.The formation of a test code through data reduction is already here in the older German patent application File number P 33 24 313.1 mentioned. However, the verification code obtained is not used in this older application with a predefined comparison code, but with a second verification code compared that from the image data of a second screen control channel operating in parallel in the same way as the first verification code is obtained. The formation of a second check code requires a second screen controller as well as a second feedback shift register and is therefore quite complex. The inventive Solution, on the other hand, sees the provision of a special comparison code for every possible message image. The comparison code belonging to a specific message screen is stored by the control computer from a comparison code memory List selected and compared with the verification code.
Eine Speicherung von Vergleichscodes für alle möglichen Meldebildvariationen erfordert viel Speicherplatz. Der Bedarf an Speicherplatz wächst mit der Größe der Anlage überproportional. Um den benötigten Speicherplatz zu reduzieren sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, anstelle eines individuellen Vergleichscodes für jedes Meldebild einen Grundcode für ein die statischen Bildelemente enthaltendes Meldebild und einen Anderungscode für jede mögliche Anderung des Meldebildes vorab zu speichern und den individuellen Vergleichscode durch Modulo-2-Addition aller Anderungscodes zum Grundcode herzustellen. Letzeres ist Z.B. mit zyklischen Binärcodes möglich, die mit Hilfe desselben Generatorpolynoms gebildet werden.A storage of comparison codes for all possible message picture variations requires a lot of storage space. The need for storage space grows with the size of the Plant disproportionately. To reduce the storage space required, see a Development of the invention, instead of an individual comparison code for each message picture has a basic code for one containing the static picture elements Message screen and a change code for every possible change to the message screen in advance to save and the individual comparison code by modulo-2 addition of all Establish change codes to the basic code. The latter is e.g. with cyclic binary codes possible, which are formed with the help of the same generator polynomial.
Verschiedene Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 3 bis 6 angegeben. Hierbei setzt die in Anspruch 3 beschriebene Einrichtung die Speicherung von Vergleichscodes für alle Meldebildvariationen voraus,während die Ansprüche 4, 5 und 6 Einrichtungen beschreiben, bei denen der Vergleichscode aus einem Grundcode und einem oder mehreren Anderungscodes gebildet wird. Während Anspruch 4 hierzu eine diskret aufgebaute Schaltung angibt, beschreibt Anspruch 5 eine Lösung, bei der die Bildung des Vergleichscodes und der Vergleich mit Hilfe des Steuerrechners durchgeführt wird. Anspruch 6 betrifft eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zusammen mit Farbmonitoren.Various devices for performing the invention Process are specified in claims 3 to 6. This makes use of the 3 the storage of comparison codes for all Message screen variations advance, while claims 4, 5 and 6 describe devices in which the Comparison code formed from a basic code and one or more modification codes will. While claim 4 specifies a discrete circuit for this purpose, describes Claim 5 a solution in which the formation of the comparison code and the comparison is carried out with the help of the control computer. Claim 6 relates to a device for carrying out the method according to the invention together with color monitors.
Anhand dreier Figuren soll nun das Verfahren nach der Erfindung und zwei verschiedene Ausführungsbeispiele für eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung ausführlich beschrieben werden.Based on three figures, the method according to the invention and two different exemplary embodiments of one for carrying out the method suitable facility must be described in detail.
In Figur 1 ist ein Datensichtgerät M dargestellt, das von einer Bildschirmansteuereinheit BA gesteuert wird. Hierzu weist es einen Bilddateneingang DB auf und einen Steuereingang ST für die zur Strahlablenkung erforderlichen Horizontal- und Vertikal-Synchronisationsimpulse. Ist das Datensichtgerät ein Farbmonitor, so besitzt es drei getrennte Bilddateneingänge für die Primärfarben Rot, Grün und Blau. Die Bildschirmansteuereinheit wandelt die von einem signaltechnisch sicheren Steuerrechner R zur Darstellung einzelner Bildelemente ausgegebenen Codeworte in zugeordnete Bilddatensätze um und speichert diese in einem Bildwiederholspeicher. Von dort werden sie byteweise in ein Schieberegister eingegeben und seriell in einem für eine flimmerfreie Bilddarstellung erforderlichen schnellen Takt auf das Datensichtgerät ausgegeben. Der signaltechnisch sichere Steuerrechner R kann z.B. aus einem Doppel-Mikrorechnersystem bestehen, dessen Rechner R1, R2 sich durch gegenseitigen Austausch und anschließenden Vergleich ihrer Verarbeitungsergebnisse gegenseitig auf einwandfreie Funktion überwachen.In Figure 1, a data display device M is shown, which is controlled by a screen control unit BA is controlled. For this purpose it has an image data input DB and a control input ST for the horizontal and vertical synchronization pulses required for beam deflection. If the data display device is a color monitor, it has three separate image data inputs for the primary colors red, green and blue. The screen control unit converts the from a signal-technically secure control computer R for displaying individual picture elements output code words into assigned image data sets and stores them in a Refresh memory. From there they are entered into a shift register byte by byte and serially at the speed required for flicker-free image display Clock output on the data display device. The signaling safe Control computer R can, for example, consist of a double microcomputer system whose computer R1, R2 through mutual exchange and subsequent comparison of their processing results monitor each other for proper function.
Die Bilddaten,die das Datensichtgerät über seinen Bilddateneingang erhält, werden außerdem seriell einem rückgekoppelten Schieberegister RS zugeführt. In diesem Schieberegister erfolgt eine Datenreduktion durch Verknüpfung dieser Daten mit einem zyklischen Polynom. Nach Durchgang einer bestimmten Datenmenge, z.B. der Daten für ein komplettes Bild, wird das am Parallelausgang des rückgekoppelten Schieberegisters anstehende Datenwort als Prüfcode einem Eingang eines signaltechnisch sicheren Vergleichers V zugeführt und mit einem Vergleichscode verglichen, der in einem mit dem Steuerrechner R verbundenen Vergleichscodespeicher VS1 bereitgehalten wird. Der Vergleichscode wird vor Inbetriebnahme des Datensichtgerätes für alle möglichen darzustellenden eldebildvariationen erstellt und entspricht bei fehlerfreier Funktion der Bildschirmansteuereinrichtung dem durch Datenreduktion gewonnenen Prüfcode. Stellt der Vergleicher eine Abweichung zwischen Prüfcode und Vergleichscode fest, so gibt er über eine Leitung L eine Fehlermeldung aus, die den Bediener auf die fehlerhafte Darstellung aufmerksam macht und ggf. Bedienhandlungen mit Sicherheitsverantwortung bis zur Behebung des Fehlers sperrt.The image data that the data display device receives via its image data input is also fed serially to a feedback shift register RS. In this shift register, data is reduced by linking these data with a cyclic polynomial. After passing through a certain amount of data, e.g. the Data for a complete picture is provided at the parallel output of the feedback shift register pending data word as a test code to an input of a comparator that is safe in terms of signaling V supplied and compared with a comparison code that is stored in a with the control computer R connected comparison code memory VS1 is kept ready. The comparison code is to be displayed for all possible before commissioning the data display device Eldebildvariationen created and corresponds with error-free function of the screen control device the verification code obtained through data reduction. If the comparator shows a deviation between the test code and the comparison code, it outputs an error message via a line L. which draws the operator's attention to the incorrect display and, if necessary, Blocks operator actions with responsibility for safety until the error has been rectified.
In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt, das sich zur Verwendung in größeren Anlagen der Eisenbahnsignaltechnik eignet. Da bei solchen Anlgen die Anzahl der möglichen Meldebildvariationen sehr groß ist, wird anstelle eines sämtliche möglichen Meldebildvariationen enthaltenden Vergleichscodespeichers VS1 in Fig. 1 nur ein Vergleichscodespeicher VS2 geringer Kapazität verwendet, in dem nur der jeweils aktuelle Vergleichscode eingespeichert ist. Dieser wird ständig aus einem Grundcode und einer Anzahl den laufenden Anderungen des Meldebildes entsprechenden Xnderungscodes durch Modulo-2-Addition in einem Modulo-2-Addierer A gebildet. Dabei sind sowohl der Grundecode als auch alle Anderungscodes durch einunddasselbe Generatorpolynom gebildete, zyklische Binarcodes, wie sie z.B. in dem Buch "Error Correcting Codes" von W.Peterson, erschienen bei John Wi ley & Sons, Inc.In Figure 2 is an embodiment of a device for implementation of the method according to the invention, which is suitable for use in larger Plants of the Railway signaling technology is suitable. As with such matters the number of possible message screen variations is very large, instead of one comparison code memory VS1 containing all possible message picture variations in Fig. 1 only uses a low capacity comparison code memory VS2 in which only the current comparison code is stored. This is constant from a basic code and a number corresponding to the ongoing changes to the message screen Change codes formed by modulo-2 addition in a modulo-2 adder A. Included are both the basic code and all change codes by one and the same generator polynomial formed, cyclic binary codes, such as those in the book "Error Correcting Codes" by W.Peterson, published by John Wi ley & Sons, Inc.
New York, London beschrieben sind. Der Grundcode, der dem Vergleichscode für ein Grundbild, bei dem alle dargestellten Bildelemente in einem festgelegten Grundzustand dargestellt sind, entspricht, ist in einem Grundcodespeicher GS gespeichert. Sämtliche möglichen Anderungscodes, die die Vergleichscodes für alle möglichen Anderungen des Meldebildes gegenüber dem Grundbild darstellen, sind in einem Anderungscodespeicher AS abgelegt. Ihre Anzahl ist zwar hoch, jedoch bei einer größeren Anlage wesentlich geringer als die Anzahl von Vergleichscodes, die gespeichert werden müßten, wenn für jede mögliche Meldevildvariation ein getrennter Vergleichscode ständig bereitgehalten werden müßte.New York, London are described. The basic code that corresponds to the comparison code for a basic picture in which all the displayed picture elements in a fixed Basic state are shown corresponds, is stored in a basic code memory GS. All possible change codes which are the comparison codes for all possible changes of the message picture compared to the basic picture are in a change code memory AS filed. Although their number is high, it is essential for a larger system less than the number of comparison codes that would have to be stored if A separate comparison code is always kept ready for each possible reporting image variation would have to be.
In einer Einrichtung nach Figur 2 entwickelt sich der Vergleichscode zusammen mit dem Meldebild: Bei Inbetriebnahme des Datensichtgerätes erscheint zunächst das Grundbild, z.B. das Gleisbild einer Stellwerksanlage, in welchem alle Weichen in Rechtslage sind und alle Signale rot zeigen. In den Vergleichscodespeicher wird der Grundcode eingegeben. Werden Bedienhandlungen vorgenommen, so wählt der Steuerrechner für jede Bedienhandlung, die die Anderung eines Bi Idelementes bewirkt (z.B. Umstellen einer Weiche von Rechtslage in Linkslage) den entsprechenden Anderungscode für die betreffende Weiche im Anderungscodespeicher aus. Dieser wird im Modulo-2-Addierer mit dem vom Grundcodespeicher gelieferten Grundcode verknüpft und ergibt den Vergleichscode, der im Vergleichscodespeicher zwischengespeichert und dem Vergleicher zugeführt wird.The comparison code develops in a device according to FIG together with the message screen: When the data display device is put into operation, initially appears the basic picture, e.g. the track diagram of an interlocking system, in which all turnouts are in the legal position and all signals are red demonstrate. In the comparison code memory the basic code is entered. If operator actions are carried out, the chooses Control computer for every operator action that causes a change in a picture element (e.g. changing a point from the right to the left) the corresponding change code for the relevant turnout in the change code memory. This is in the modulo-2 adder linked to the basic code supplied by the basic code memory and results in the comparison code, which is buffered in the comparison code memory and fed to the comparator will.
Bei der nächsten änderung eines Bildelementes wird der zugehörige Anderungscode nicht mehr dem Grundcode,sondern dem zwischengespeicherten Vergleichscode, der anstelle des Grundcodes über eine vom Steuerrechner angesteuerte Torschaltung T in den Modulo-2-Addierer gelangt, modulo-2 zuaddiert. Es ergibt sich ein geänderter Vergleichscode.The next time a picture element is changed, the associated Change code no longer the basic code, but the cached comparison code, instead of the basic code via a gate circuit controlled by the control computer T enters the modulo-2 adder, modulo-2 added. It results in a different one Comparison code.
Soll eine Anderung eines Bildelementes rückgängig gemacht werden, so genügt hierzu eine nochmalige Modulo-2Addition des Anderungscodes. Ein besonderer Anderungscode für das Rückgängigmachen von Bildelementänderungen entfällt damit.If a change to a picture element is to be reversed, a further modulo-2 addition of the change code is sufficient for this. A special Change code for undoing image element changes is therefore no longer necessary.
Figur 3 zeigt eip Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Modulo-2-Addition, die Zwischenspeicherung des Vergleichscodes und der Vergleich im Steuerrechner durchgeführt wird. Damit der Vergleich signaltechnisch sicher ist muß er von beiden Teilrechnern R1 und R2 parallel durchgeführt werden. Durch eine Verdreifachung der Bildschirmansteuereinheit BA1...3 und des rückgekoppelten Schieberegisters RS1...3 ist hier angedeutet, daß diese Teile dreifach ausgelegt werden, wenn ein Farbmonitor als Datensichtgerät verwendet wird. Steuerrechner und Speicher brauchen dagegen nicht verdreifacht sondern nur in ihren Kapazitäten der erhöhten Datenmenge angepaßt zu werden.FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a device for implementation of the method according to the invention, in which the modulo-2 addition, the intermediate storage the comparison code and the comparison is carried out in the control computer. In order to the comparison is signal-technically reliable, it must be from both sub-computers R1 and R2 be carried out in parallel. By tripling the screen control unit BA1 ... 3 and the feedback shift register RS1 ... 3 is indicated here that these parts are designed in triplicate if a color monitor is used as a data display device is used. The control computer and memory, on the other hand, do not need to be tripled, but rather only to be adapted in their capacities to the increased amount of data.
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